Опыт применения автоматизированной системы восстановления изоляции маслонаполненного трансформаторного оборудования на объекте АО «Россети Тюмень»

background image

background image

32

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(27), 

декабрь

 2022

Статья

 

посвящена

 

применению

 

новейших

 

технологий

 

вос

-

становления

 

изоляционных

 

характеристик

 

маслонаполнен

-

ных

 

силовых

 

трансформаторов

  (

автотрансформаторов

под

 

нагрузкой

В

 

работе

 

изложены

 

основные

 

требования

 

к

 

конструкции

 

автоматизированных

 

систем

 

восстановле

-

ния

 

изоляции

 

на

 

работающем

 

оборудовании

Представле

-

ны

 

результаты

 

успешной

 

апробации

 

автоматизированных

 

модульных

 

систем

 

на

  1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

  «

Омичка

» (

ТДТН

-

16000/110) 

филиала

 

АО

  «

Россе

 

ти

 

Тюмень

» 

Когалымские

 

электрические

 

сети

.

Опыт

 

применения

 

автоматизированной

 

системы

 

восстановления

 

изоляции

 

маслонаполненного

 

трансформаторного

 

оборудования

 

на

 

объекте

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

»

Денис

 

НЕСТЕРЕНКО

начальник

 

Службы

 

изоляции

 

и

 

защиты

 

от

 

перенапряжений

 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Когалымские

 

электрические

 

сети

Виталий

 

ЛОПАТИН

главный

 

специалист

 

группы

 

диагностики

 

Департамента

 

эксплуатации

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Светлана

 

ВЫСОГОРЕЦ

д

.

т

.

н

., 

доцент

 

кафедры

 

ДЭО

 

ФГАОУ

 

ДПО

 

«

ПЭИПК

», 

член

-

коррес

-

пондент

 

АЭН

 

РФ

 

В

 

процессе

 

эксплуатации

 

под

 

воздействием

 

температуры

электромагнитных

 

полей

кислорода

влаги

 

и

 

образующихся

 

продуктов

 

окисления

 

в

 

изоляции

 

маслонаполненных

 

силовых

 

трансформаторов

 

протекают

 

деградационные

 

процессы

приводящие

 

к

 

изменению

 

физико

-

химических

 

свойств

 

изоляции

прежде

 

всего

 

диэлектрических

 

характеристик

определяющих

 

ее

 

эксплуатационную

 

пригодность

С

 

точки

 

зрения

 

эксплуатационной

 

надежности

 

и

 

обес

 

печения

 

долго

-

вечности

 

целлюлозной

 

изоляции

 

наиболее

 

вредоносной

 

является

 

влага

Благодаря

 

двум

 

источникам

 

влаги

атмосферной

 

и

 

влаги

образующейся

 

как

 

продукт

 

старения

в

 

процессе

 

работы

 

силового

 

трансформатора

независимо

 

от

 

способа

 

защиты

 

мас

-

ла

происходит

 

ее

 

постепенное

 

накапливание

 

в

 

изоляции

которое

 

впоследствии

 

может

 

привести

 

к

 

отказу

.  

Существует

 

ряд

 

широко

 

известных

 

способов

 

сушки

 

твердой

 

изоляции

реализуе

-

мых

 

на

 

обесточенном

 

оборудовании

 

в

 

период

 

капитальных

 

ремонтов

Данные

 

мето

-

ды

 

являются

 

трудоемкими

 

процедурами

требующими

 

участия

 

квалифицированного

 

персонала

 

и

 

специальной

 

оснастки

что

 

сказывается

 

на

 

их

 

значительной

 

стоимости

Высокие

 

температуры

 

и

 

вакуум

 

при

 

обработке

 

изоляции

 

могут

 

вызывать

 

коробле

-

Надежность

 

электроснабжения


background image

33

ние

тепловое

 

старение

термическую

 

деструкцию

ло

-

кальные

 

перегревы

 

и

 

микроповреждения

в

 

особенности

 

ослабленной

 

изоляции

Необходимость

 

формирования

 

ремонтного

 

режима

 

ослабляет

 

схему

 

электроснабжения

 

потребителя

Зачастую

в

 

силу

 

режимных

 

ограничений

не

 

всегда

 

достаточно

 

времени

 

для

 

проведения

 

каче

-

ственной

 

сушки

 

изоляции

 

в

 

период

 

капитального

 

ремон

-

та

что

 

сказывается

 

на

 

качестве

 

работ

а

следовательно

на

 

уменьшении

 

межремонтного

 

периода

Поэтому

 

поиск

 

и

 

внедрение

 

технологий

позволяющих

 

проводить

 

вос

-

становление

 

изоляции

 

силовых

 

трансформаторов

 

под

 

нагрузкой

 

в

 

автоматическом

 

режиме

является

 

важной

 

отраслевой

 

задачей

.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ

 

СИСТЕМЫ

 

ВОССТАНОВЛЕНИЯ

 

ИЗОЛЯЦИИ

НА

 

ОБОРУДОВАНИИ

 

ПОД

 

НАГРУЗКОЙ

Наиболее

 

предпочтительными

 

являются

 

щадящие

 

ме

-

тоды

 

сушки

 

твердой

 

изоляции

не

 

оказывающие

 

нега

-

тивного

 

влияния

 

на

 

целлюлозную

 

изоляцию

а

 

также

 

предиктивную

 

диагностику

Таким

 

способом

 

автомати

-

ческого

 

восстановления

 

твердой

 

изоляции

 

может

 

вы

-

ступать

 

циркуляция

 

в

 

основном

 

баке

 

трансформатора

 

глубоко

 

осушенного

 

изоляционного

 

масла

Так

хорошо

 

высушенное

 

трансформаторное

 

масло

 

способно

 

погло

-

щать

 

воду

 

из

 

более

 

влажной

 

бумажной

 

изоляции

 [1]. 

На

 

этом

 

принципе

 

основан

 

метод

 

сушки

 

трансформаторов

 

способом

  «

последовательной

 

обработки

 

масла

», 

со

-

гласно

 

которому

 

при

 

заполнении

 

трансформатора

 

сухим

 

маслом

 

с

 

высоким

 

значением

 

электрической

 

прочности

 

и

 

низкой

 

влажности

 

по

 

истечении

 

некоторого

 

времени

 

вследствие

 

перераспределения

 

влаги

 

между

 

бума

-

гой

 

и

 

маслом

 

происходит

 

рост

 

влажности

 

последнего

Масло

 

в

 

трансформаторе

 

вновь

 

подвергается

 

сушке

 

до

 

получения

 

прежних

 

показателей

 

качества

Такие

 

циклы

 

повторяются

 

до

 

приведения

 

изоляции

 

к

 

установленной

 

норме

Этот

 

способ

 

позволяет

 

обрабатывать

 

изоляцию

 

без

 

травмирующего

 

воздействия

 

высоких

 

температур

 

и

 

макромеханического

 

воздействия

 

вакуума

процесс

 

будет

 

протекать

 

медленно

но

 

глубоко

 

осушая

 

как

 

твер

-

дую

так

 

и

 

жидкую

 

изоляцию

 

в

 

широком

 

температурном

 

диапазоне

При

 

этом

 

для

 

работы

 

в

 

автоматическом

 

режиме

 

на

 

трансформаторе

 

под

 

нагрузкой

 

технология

 

должна

 

быть

 

оснащена

 

системой

 

мониторинга

что

 

поз

-

волит

 

обеспечить

 

контроль

 

основных

 

параметров

 

про

-

цесса

а

 

также

 

глубину

 

осушения

 

твердой

 

изоляции

 

и

 

масла

Для

 

целей

 

сушки

 

изоляции

 

трансформаторов

 

под

 

нагрузкой

 

применяются

 

автоматизированные

 

системы

 

восстановления

 

изоляции

  (

АСВИ

), 

которые

 

наполня

-

ют

 

синтетическими

 

цеолитами

АСВИ

 

проводят

 

сушку

 

твердой

 

и

 

жидкой

 

изоляции

 

в

 

автоматическом

 

режиме

благодаря

 

наличию

 

системы

 

сервисных

 

датчиков

тем

-

пературы

 

и

 

влагосодержания

 

масла

уровня

 

и

 

скорости

 

потока

 

масла

В

 

период

 

работы

 

модульной

 

АСВИ

 

проводят

 

монито

-

ринг

 

следующих

 

параметров

:

 

температуры

 

масла

 (°

С

);

 

относительного

 

влагонасыщения

 (%);

 

абсолютного

 

влагосодержания

 

масла

 (

г

/

т

);

 

влажности

 

твердой

 

изоляции

 (%);

 

суммарного

 

объема

 

перекачанного

 

масла

 (

л

);

 

скорости

 

потока

 

масла

 (

л

/

ч

);

 

веса

 

извлеченной

 

воды

 (

кг

);

 

остаточного

 

ресурса

 

цеолита

 (%);

 

ориентировочной

 

даты

 

исчерпания

 

ресурса

 

цилин

-

дров

 

с

 

цеолитом

;

 

уровня

 

масла

;

 

температуры

 

внутри

 

шкафа

 

электроники

 (°

С

).

Для

 

обеспечения

 

самодиагностики

 

модулей

 

АСВИ

 

от

-

слеживается

 

ряд

 

событий

на

 

основе

 

которых

 

срабатыва

-

ют

 

управляющие

 

уставки

:

 

ошибки

 

сервисных

 

датчиков

;

 

перегрев

 

шкафа

 

с

 

электроникой

;

 

низкий

 

поток

 

масла

;

 

протечки

 

масла

;

 

превышение

 

допустимой

 

верхней

 

температуры

 

масла

;

 

снижение

 

предельной

 

нижней

 

температуры

 

масла

;

 

пересушка

 

изоляции

;

 

превышение

 

допустимого

 

уровня

 

относительного

 

влагонасыщения

;

 

превышение

 

допустимого

 

уровня

 

влажности

 

твердой

 

изоляции

;

 

низкий

 

остаточный

 

ресурс

 

цеолита

.

Важным

 

является

 

удаленный

 

доступ

 

к

 

потоку

 

циф

-

ровых

 

данных

на

 

основе

 

которых

 

происходит

 

контроль

 

и

 

управление

 

АСВИ

 [2].

Следует

 

отметить

что

 

для

 

АСВИ

 

важным

 

являет

-

ся

 

вопрос

 

удаленного

 

контроля

 

исчерпания

 

ресурса

 

синтетических

 

цеолитов

Так

для

 

исключения

 

опасных

 

процессов

 

десорбции

 

при

 

насыщении

 

цеолитов

 

влагой

современные

 

автоматизированные

 

системы

 

восстанов

-

ления

 

изоляции

 

оснащаются

 

аналитическим

 

аппаратом

определяющим

 

остаточный

 

ресурс

 

цеолита

а

 

также

 

ко

-

личество

 

извлеченной

 

воды

 [2]. 

Наличие

 

возможности

 

контролировать

 

количество

  (

по

 

массе

извлеченной

 

из

 

изоляции

 

воды

 

позволяет

 

оценивать

 

эффективность

 

процесса

 

сушки

 

и

что

 

не

 

менее

 

важно

косвенно

 

оцени

-

вать

 

изменение

 

процента

 

влажности

 

бумаги

 

трансфор

-

матора

.

ВАЖНЫЕ

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ

 

УЗЛЫ

 

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ

 

СИСТЕМ

 

ВОССТАНОВЛЕНИЯ

 

ИЗОЛЯЦИИ

Одним

 

из

 

важных

 

функциональных

 

узлов

 

АСВИ

 

являют

-

ся

 

резервуары

 

адсорбции

 

установленной

 

конструкции


background image

34

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(27), 

декабрь

 2022

в

 

которые

 

засыпаются

 

молекулярные

 

сита

 — 

синте

-

тические

 

цеолиты

 

с

 

размером

 

пор

 3–4 Å. 

Для

 

засып

-

ки

 

используются

 

следующие

 

марки

 

цеолитов

: NaA

(

ТУ

 24.13.52–020-72651045-2019), SYLOBEAD

®

 MS 562 

С

 

(

 CAS 1327-36-2, 

 EINECS 215-475-1) 

или

 

эквивален

-

ты

Использование

 

данных

 

адсорбентов

 

исключает

 

не

-

гативное

 

влияние

 

обработки

 

масла

 

на

 

предиктивную

 

диагностику

 

и

 

качество

 

диэлектрика

Так

указанные

 

молекулярные

 

сита

 

позволяют

 

избирательно

 

извлекать

 

только

 

молекулы

 

воды

не

 

влияя

 

при

 

этом

 

на

 

содержа

-

ние

 

антиокислительных

 

присадок

важных

 

для

 

обеспе

-

чения

 

противоокислительной

 

стабильности

 

жидкого

 

диэлектрика

и

 

содержание

 

фурановых

 

производных

важных

 

для

 

диагностирования

 

деструкции

 

целлюлоз

-

ной

 

изоляции

.

Размер

 

молекул

 

воды

 

близок

 

к

 

размеру

 

пор

 

цеолита

 

NaA, 

что

 

обеспечивает

 

ее

 

глубокое

 

избирательное

 

уда

-

ление

 

из

 

трансформаторного

 

масла

 

даже

 

при

 

низком

 

со

-

держании

а

 

полярность

 

цеолитов

 

обеспечивает

 

высокую

 

скорость

 

процесса

 [3]. 

Следующим

не

 

менее

 

важным

 

узлом

 

модуля

 

явля

-

ется

 

фильтр

 

тонкой

 

фильтрации

Задача

 

тонкой

 

филь

-

трации

 

сводится

 

к

 

улавливанию

 

мелких

 

пылевидных

 

гигроскопичных

 

частиц

 

цеолита

исключая

 

их

 

попада

-

ние

 

в

 

основной

 

бак

 

трансформатора

Появление

 

зна

-

чительного

 

количества

 

гигроскопичных

 

механических

 

примесей

 

в

 

трансформаторном

 

масле

 

даже

 

с

 

незначи

-

тельным

 

содержанием

 

влаги

 

приводит

 

к

 

ухудшению

 

его

 

электроизоляционных

 

характеристик

При

 

этом

 

опас

-

ность

 

мелких

 

загрязнений

 

размером

 5 

мкм

 

заключает

-

ся

 

еще

 

и

 

в

 

их

 

высокой

 

способности

 

проникать

 

внутрь

 

твердой

 

изоляции

меняя

 

ее

 

электрофизические

 

свой

-

ства

 [4]. 

Это

 

одна

 

из

 

причин

не

 

допускающая

 

засыпку

 

цеолита

 

в

 

штатные

 

термосифонные

/

адсорбционные

 

узлы

 

трансформатора

Важным

 

в

 

эксплуатации

 

АСВИ

 

является

 

создание

 

насосами

 

принудительного

 

потока

 

масла

 

с

 

установлен

-

ной

 

скоростью

 

не

 

более

 450 

л

/

ч

 (0,0068 

м

/

с

). 

Это

 

важно

 

для

 

недопущения

 

ухудшения

 

охлаждающих

 

свойств

 

масла

 [2]. 

При

 

этом

 

указанная

 

скорость

 

потока

 

масла

 

является

 

достаточной

 

для

 

эффективной

 

сушки

 

жидкого

 

диэлектрика

 

синтетическими

 

цеолитами

 

в

 

динамиче

-

ских

 

условиях

 [5]. 

Присоединение

 

модулей

 

АСВИ

 

к

 

маслосистеме

 

трансформаторов

 

проводится

 

к

 

штатным

 

точкам

слив

-

ному

 

вентилю

  (

забор

 

масла

и

 

вентилю

 

для

 

заливки

 

и

 

фильтрации

 

масла

  (

возврат

 

масла

), 

что

 

исключает

 

необходимость

 

специального

 

согласования

 

точек

 

под

-

ключения

 

АСВИ

 

с

 

заводами

-

изготовителями

 

трансфор

-

маторов

Наличие

 

в

 

конструкции

 

АСВИ

 

деаэраторов

 

позволяет

 

обеспечить

 

подключение

 

АСВИ

 

к

 

трансфор

-

матору

 

под

 

нагрузкой

 

без

 

риска

 

попадания

 

пузыря

 

воз

-

духа

 

в

 

основной

 

бак

РЕЗУЛЬТАТЫ

 

АПРОБАЦИИ

 

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ

 

СИСТЕМЫ

 

ВОССТАНОВЛЕНИЯ

 

ИЗОЛЯЦИИ

 

В

 

ДЕЙСТВУЮЩЕЙ

 

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКЕ

В

 2022 

году

 

в

 

течение

 

шести

 

месяцев

 (

с

 

февраля

 

по

 

август

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Омичка

» (

ТДТН

-16000/110) 

филиала

 

АО

  «

Россети

 

Тюмень

» 

Когалымские

 

электрические

 

сети

 

была

 

проведена

 

опытно

-

промышленная

 

эксплуатация

 (

ОПЭ

модуля

 

автоматизированной

 

системы

 

восстановления

 

изо

-

ляции

 (

тип

 TR.CL.3-WS-A-5-I-6.1-

УХЛ

1, 

Россия

НПО

 «

Стри

-

мер

»). 

Целью

 

апробации

 

технологии

 

являлось

 

приобретение

 

опыта

 

эксплуатации

 

и

 

оценка

 

ее

 

эффективности

.

ОПЭ

 

проводилась

 

на

 

силовом

 

трансформаторе

 

типа

 

ТДТН

-16000/110, 1980 

года

 

выпуска

залитом

 

смесью

 

ма

-

сел

 

массой

 14,26 

тонн

имеющим

 

массу

 

твердой

 

изоляции

 

в

 

пределах

 1355 

кг

Исходное

 

состояние

 

изоляционной

 

системы

 

трансформа

-

тора

 

по

 

результатам

 

плановой

 

диагностики

 

было

 

следующим

:

 

влажность

 

твердой

 

изоляции

измеренная

 

методом

 

ди

 -

электрической

 

спектроскопии

составляла

 3,1%, 

что

 

не

 

превышало

 

установленной

 

нормы

согласно

 

требовани

-

ям

 [6]. 

При

 

этом

 

расчетное

 

значение

 

влажности

 

твердой

 

изоляции

 

по

 

равновесным

 

кривым

 

Ооммена

 

составило

 

2,95%, 

что

 

не

 

противоречит

 

указанному

 

измеренному

 

значению

;

 

сопротивление

 

и

 

тангенс

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

изоляции

 

обмоток

 

находились

 

в

 

пределах

 

установлен

-

ной

 [6] 

нормы

 (

таблица

 1);

 

влагосодержание

 

эксплуатационного

 

масла

 

было

 

неудовлетворительным

 — 

превышало

 

значение

огра

-

ничивающее

 

область

 

нормального

 

состояния

 [6], 

на

 45% 

и

 

составляло

 36 

г

/

т

 

пробивное

 

напряжение

 

эксплуатационного

 

масла

 

было

 

неудовлетворительным

 — 

ниже

 

значения

ограничи

-

вающего

 

область

 

нормального

 

состояния

 [6], 

на

 3,5% 

и

 

составляло

 28,6 

кВ

.

Дополнительно

 

в

 

августе

 2021 

года

  (

до

 

начала

 

ОПЭ

проводился

 

прогрев

 

указанного

 

трансформатора

 

в

 

течение

 

трех

 

дней

 

с

 

последующим

 

измерением

 

параметров

 

эксплуа

-

тационного

 

масла

влагосодержания

 

и

 

пробивного

 

напряже

-

ния

Из

 

результатов

представленных

 

в

 

таблице

 2, 

следует

что

 

с

 

ростом

 

температуры

 

верхних

 

слоев

 

масла

 

наблюдался

 

некоторый

 

рост

 

влагосодержания

При

 

этом

 

пробивное

 

на

-

пряжение

 

изменялось

 

незначительно

так

 

как

 

установленное

 

Табл

. 1. 

Исходные

 

диэлектрические

 

характеристики

 

изоляции

 

(

измерения

 

августа

 2021 

года

температура

 

обмоток

 — +41°

С

)

Схема

 

измерения

R

60 

/

 

R

60 

баз

, %

tg

/

 

tg

баз

, % (

прирост

)

ВН

-

СН

НН

бак

512

+35

СН

-

ВН

НН

бак

106

+59

НН

-

ВН

СН

бак

164

+26

Надежность

 

электроснабжения


background image

35

количество

 

воды

 

в

 

данном

 

масле

 

не

 

превышало

 

пределов

 

насыщения

 

для

 

установленной

 

температуры

соответствен

-

но

находилось

 

в

 

растворенном

 

состоянии

 

и

 

не

 

оказывало

 

существенного

 

влияния

 

на

 

напряжение

 

пробоя

.

По

 

результатам

 

проведенных

 

измерений

 

и

 

расчетов

 

было

 

установлено

:

 

общий

 

вес

 

воды

 

в

 

трансформаторе

  (

бумага

 + 

масло

составил

 40,8 

литров

;

 

общий

 

вес

 

воды

 

в

 

твердой

 

изоляции

 (

бумаге

трансфор

-

матора

 

составил

 40,2 

литра

;

 

общий

 

вес

 

воды

 

в

 

эксплуатационном

 

трансформаторном

 

масле

 

составил

 0,6 

литров

.

Таким

 

образом

 

полученное

 

общее

 

распределение

 

воды

 

в

 

разных

 

компонентах

 

изоляции

 

не

 

противоречит

 

исследо

-

ваниям

 

ряда

 

авторов

 [7, 8].

Эксплуатационной

 

особенностью

 

трансформатора

преду

 

смотренного

 

для

 

обработки

 

АСВИ

являлось

 

наличие

 

малого

 

межремонтного

 

периода

Так

при

 

проведении

 

сред

-

них

 

ремонтов

 

по

 

восстановлению

 

характеристик

 

жидкого

 

ди

-

электрика

 

классическими

 

методами

 (

с

 

применением

 

вакуум

-

ных

 

маслоочистительных

 

систем

достигаемый

 

результат

 

на

 

данном

 

трансформаторе

 

был

 

краткосрочным

что

 

обуслов

-

лено

 

избыточным

 

увлажнением

 

твердой

 

изоляции

согласно

 

требованиям

 [9], 

и

 

эффектам

 

перетока

 

влаги

 

в

 

среде

 «

масло

-

целлюлоза

» 

при

 

нарушении

 

равновесного

 

состояния

 [7, 8]. 

С

 

целью

 

осушки

 

изоляции

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Омичка

» 

АСВИ

 

была

 

установлена

 

в

 

маслочаше

 

в

 

виде

 

отдельно

 

сто

-

ящего

 

элемента

 

в

 

шкафу

 

наружной

 

установки

 (

рисунок

 1). 

После

 6 

месяцев

 

работы

 

АСВИ

 

на

 

объекте

 

отмечены

 

улучшения

 

параметров

 

изоляции

 

трансформатора

Показа

-

тели

 

качества

 

эксплуатационного

 

масла

 

приведены

 

в

 

нор

-

му

 — 

улучшены

 

на

 61% 

по

 

влагосодержанию

 

и

 

на

 70% 

по

 

пробивному

 

напряжению

 (

рисунок

 2).

Табл

. 2. 

Результаты

 

контрольных

 

измерений

параметров

 

масла

 

в

 

период

 

прогрева

 

трансформатора

Дата

 

прогрева

трансформатора

под

 

нагрузкой

Влаго

-

содержание

 

масла

г

/

т

Пробивное

 

напряжение

кВ

Температура

 

верхних

 

сло

-

ев

 

масла

, °

С

августа

 2021 

года

39

30

58

августа

 2021 

года

42

30

65

августа

 2021 

года

39

36

60

Рис

. 1. 

Модуль

 TRANSEC, 

смонтированный

 

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 

«

Омичка

» (

ТДТН

-16000/110) 

филиала

 

АО

 «

Россети

 

Тюмень

» 

Когалымские

 

электрические

 

сети

 

36

67

70

65

61

38,6

14,2

16,7

19,2

15

2,9

2,5

3

2,5

58

45

17

52

46

0

10

20

30

40

50

60

70

80

07.08.2021

03.05.2022

25.05.2022

09.08.2022

10.08.2022

U

пр

W

м

W

б(расч)

W

б(изм)

t

Рис

. 2. 

Изменение

 

пробивного

 

напряжения

 

масла

влажности

 

твердой

 

и

 

жидкой

 

изоляции

 

с

 

учетом

 

влияния

 

температуры

 

верхних

 

слоев

 

масла

 

в

 

период

 

апробации

 TRANSEC 

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Омичка

» 


background image

36

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(27), 

декабрь

 2022

Влагосодержание

 

твердой

 

изоляции

 

улучшено

 

на

 17% 

(

рисунок

 2), 

что

 

подтверждено

 

инструментальными

 

измере

-

ниями

 

методом

 

диэлектрической

 

спектроскопии

При

 

этом

 

установлено

что

 

удалено

 7,2 

кг

 

воды

которое

 

сопоставимо

 

с

 

процентами

 

снижения

 

влажности

 

изоляции

 (

на

 0,5%).

Сопротивление

 

и

 

тангенс

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

изоляции

 

обмоток

 

улучшены

 

в

 

среднем

 

на

 79% (

рисунок

 3) 

и

 30% (

рисунок

 4) 

соответственно

.  

В

 

ходе

 

ОПЭ

 

проводился

 

мониторинг

 

ряда

 

параметров

измеряемых

 

сервисными

 

датчиками

 

АСВИ

По

 

результатам

 

мониторинга

 

на

 

фоне

 

колебаний

 

температуры

 

масла

 

зафик

-

сирован

 

некоторый

 

тренд

 

снижения

 

относительного

 

влаго

-

насыщения

 

масла

 

на

 

входе

 

в

 

модуль

 (

RS

вход

) — 

с

 23,4% 

до

 

15,9%, 

что

 

указывает

 

на

 

общее

 

снижение

 

влажности

 

изоля

-

ции

 (

рисунок

 5). 

При

 

этом

 

наблюдается

 

постепенное

 

уменьшение

 

раз

-

ницы

 

значений

 

относительного

 

влагонасыщения

 

масла

 

на

 

входе

 (

RS

вход

и

 

выходе

 (

RS

выход

из

 

резервуаров

 

адсорбции

 

АСВИ

что

 

указывает

 

на

 

исчерпание

 

ресурса

 

цеолита

Измеренные

 

сервисными

 

датчиками

 

АСВИ

 

температуры

 

масла

 

на

 

входе

 (

t

вход

, °

С

и

 

на

 

выходе

 (

t

выход

, °

С

из

 

резерву

-

аров

 

адсорбции

 

сопоставимы

 

и

 

изменяются

 

в

 

ходе

 

ОПЭ

 

в

 

широких

 

пределах

 — 

от

 

минус

 5,9°

С

 

до

 

плюс

 34,1°

С

Это

 

указывает

 

на

 

влияние

 

климатической

 

температуры

 

на

 

охлаж

-

дение

 

масла

 

в

 

маслопроводах

 

АСВИ

Учитывая

 

зависимость

 

растворимости

 

воды

 

в

 

трансформаторном

 

масле

 

от

 

его

 

тем

-

6574

3885

3590

3336

6861

3510

2088

2133

1906

3791

87%

86%

68%

75%

81%

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

(ВН + СН + НН) – Б

(ВН + СН) – НН, Б

НН – СН, ВН, Б

СН – ВН, НН, Б

ВН – НН, СН, Б

МОм

R

60

 от 07.08.21

R

60

 от 10.08.22

0,64

0,69

0,67

0,68

0,53

0,78

0,9

0,87

0,94

0,69

22%

30%

30%

38%

30%

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

%

tg

G

 

от 07.08.21

tg

G

 

от 10.08.22

(ВН + СН + НН) – Б

(ВН + СН) – НН, Б

НН – СН, ВН, Б

СН – ВН, НН, Б

ВН – НН, СН, Б

Рис

. 3. 

Изменение

 

сопротивления

 

изоляции

 

обмоток

 

в

 

период

 

апробации

 TRANSEC 

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Омичка

»

Рис

. 4. 

Изменение

 

тангенса

 

угла

 

диэлектрических

 

потерь

 

изоляции

 

обмоток

 

в

 

период

 

апробации

 TRANSEC 

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 

«

Омичка

»

Надежность

 

электроснабжения


background image

37

пературы

 [7, 8], 

указанные

 

колебания

 

температур

 

влияют

 

на

 

эффективность

 

сушки

 

твердой

 

изоляции

 

модулем

Так

принимая

 

во

 

внимание

 

способность

 

цеолита

 

извлекать

 

воду

 

в

 

достаточно

 

широких

 

температурных

 

пределах

АСВИ

 

функционально

 [2]:

 

при

 

низких

 

температурах

  (

зимний

 

период

удаляет

 

избыточную

 

влагу

 

только

 

из

 

жидкой

 

изоляции

так

 

как

 

при

 

низких

 

температурах

 

рас

-

творимость

 

воды

 

в

 

масле

 

незна

-

чительная

что

 

не

 

обеспечивает

 

ее

 

диффузию

 

из

 

бумаги

 

в

 

жидкий

 

диэлектрик

;

 

при

 

высоких

 

температурах

 

активно

 

удаляет

 

избыточную

 

влагу

 

как

 

из

 

твердой

так

 

и

 

из

 

жидкой

 

изоляции

так

 

как

 

существенно

 

растет

 

раство

-

римость

 

воды

 

в

 

масле

влияющая

 

на

 

ее

 

диффузию

 

из

 

бумаги

 

в

 

осушен

-

ный

 

жидкий

 

диэлектрик

с

 

последую

-

щим

 

извлечением

 

цео

 

литом

.

Таким

 

образом

 

за

 6 

месяцев

 

ОПЭ

 

модульная

 

система

 

АСВИ

 

позволила

 

на

 

работающем

 

трансформаторе

  1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

  «

Омичка

» 

в

 

автомати

-

ческом

 

режиме

 

без

 

привлечения

 

допол

-

нительного

 

персонала

 

провести

 

восста

-

новление

 

изоляционных

 

характеристик

 

до

 

установленных

 [6] 

норм

Лепестковая

 

диаграмма

 (

рисунок

 6) 

демонстрирует

 

за

-

висимость

 

влагосодержания

 

масла

 

от

 

температуры

 

верх

-

них

 

слоев

 

масла

 

бака

 

трансформатора

что

 

также

 

обуслов

-

23,4

22,4

17,4

16,5

15,7

16,1

15,9

1,1

3,4

6,1

8,9

10,2

12,5

12,8

–10

–5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0

5

10

15

20

25

30

мар.22

апр.22

май.22

июн.22

июл.22

авг.22

t

, °С

RS

, %

фев.22

RS

вход

RS

выход

t

вход

t

выход

Полиномиальная (

RS

вход

)

Рис

. 5. 

Изменение

 

относительного

 

влагонасыщения

 

масла

 

на

 

входе

 

и

 

выходе

 

из

 

резервуаров

 

адсорбции

 TRANSEC 

с

 

учетом

 

влияния

 

температуры

 

масла

 

трансформатора

 

в

 

период

 

апробации

 

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 «

Омичка

»

Рис

. 6. 

Зависимость

 

влагосодержания

 

масла

 

от

 

температуры

 

верхних

 

слоев

 

масла

 

бака

 

трансформатора

0

10

20

30

40

50

60

70

80

июл.15

авг.15авг.15

авг.15

авг.15

авг.15

сен.15

сен.15

июн.16

июн.17

авг.17

авг.17

авг.17

сен.17

июн.18

июл.18

июл.18

авг.18

авг.18

авг.18

авг.18

авг.18

авг.18

авг.18

авг.18

июн.19

июл.19

июл.20

сен.20

авг.21

авг.21

авг.21

авг.21

май.22

июл.22

авг.22

авг.22

W

м

, г/т

T

м

, °С 


background image

38

Ежеквартальный

 

спецвыпуск

 

 4(27), 

декабрь

 2022

лено

 

влиянием

 

температуры

 

на

 

растворимость

 

воды

 

в

 

нем

Указанное

 

влияние

 

и

 

нестабильность

 

температуры

 

среды

 

в

 

ходе

 

работы

 

технологии

 

усложняет

 

оценку

 

изменения

 

влагосодержания

 

масла

Однако

 

исходные

 

и

 

конечные

 

кон

-

трольные

 

пробы

 

были

 

отобраны

 

в

 

условиях

 

относительно

 

близких

 

температур

 

верхних

 

слоев

 

масла

что

 

позволяет

 

их

 

сравнивать

 

и

 

констатировать

 

общее

 

улучшение

 

состояния

 

изоляции

 

по

 

итогам

 

работы

 

АСВИ

.

Указанные

 

выше

 

наблюдения

 

отражают

 

принципиаль

-

ное

 

значение

 

температуры

 

масла

 

при

 

отборе

 

пробы

 

на

 

корректную

 

оценку

 

полученного

 

значения

 

влажности

 

жид

-

кого

 

диэлектрика

 

как

 

фактора

косвенно

 

характеризующего

 

увлажнение

 

целлюлозной

 

изоляции

 

трансформатора

.

ВЫВОДЫ

Влага

 — 

злейший

 

враг

 

изоляции

влияющий

 

на

 

эксплуата

-

ционную

 

надежность

 

силовых

 

трансформаторов

 (

автотранс

-

форматоров

). 

Существующие

 

традиционные

 

способы

 

ее

 

сушки

 

технико

-

экономически

 

не

 

эффективны

Наиболее

 

пред

-

почтительными

 

технологиями

 

восстановления

 

изоляции

 

яв

-

ляются

 

автоматизированные

 

системы

 — 

АСВИ

работающие

 

на

 

оборудовании

 

под

 

нагрузкой

 

с

 

использованием

 

щадящих

 

методов

не

 

влияющих

 

на

 

предиктивную

 

диагностику

.

Проведенная

 

опытно

-

промышленная

 

эксплуатация

 

АСВИ

 

установленного

 

типа

 

в

 

филиале

 

АО

  «

Россети

 

Тю

-

мень

» 

Когалымские

 

электрические

 

сети

 

на

 1

Т

 

ПС

 110/35/6 

кВ

 

«

Омичка

» (

ТДТН

-16000/110) 

показала

 

успешное

 

восстанов

-

ление

 

изоляционных

 

характеристик

 

без

 

формирования

 

ре

-

монтного

 

режима

 

электроустановки

.  

Дополнительно

 

в

 

ходе

 

опытно

-

промышленной

 

эксплу

-

атации

 

было

 

подтверждено

 

влияние

 

температуры

 

верхних

 

слоев

 

масла

 

бака

 

трансформатора

 

при

 

отборе

 

пробы

 

на

 

корректную

 

оценку

 

полученного

 

значения

 

влагосодержа

-

ния

 

жидкого

 

диэлектрика

 

как

 

фактора

косвенно

 

характе

-

ризующего

 

увлажнение

 

целлюлозной

 

изоляции

 

трансфор

-

матора

.  

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Рыбаков

 

Л

.

М

., 

Иванова

 

З

.

Г

., 

Мака

-

рова

 

Н

.

Л

Обслуживание

 

элементов

 

и

 

оборудования

 

электроустановок

 

по

 

результатам

 

диагностирования

 

состояния

Йошкар

-

Ола

Мар

гос

ун

-

т

, 2015. 318 

с

.

2. 

Высогорец

 

С

.

П

., 

Редькин

 

С

.

М

., 

Житенев

 

М

.

В

Поиск

 

современных

 

инженерных

 

решений

 

автомати

-

ческого

 

управления

 

техническим

 

состоянием

 

изоляции

 

трансформа

-

торов

 // 

Материаловедение

Энер

-

гетика

, 2021, 

т

. 27, 

 3. 

С

. 50–62. 

3. 

Тутубалина

 

В

.

П

., 

Гайнуллина

 

Л

.

Р

Осушка

 

трансформаторного

 

масла

 

адсорбентами

 

на

 

электрических

 

станциях

Казань

Казан

гос

энерг

ун

-

т

, 2017. 114 

с

4. 

Юсупов

 

Д

.

Т

., 

Юсупов

 

Ш

.

Б

., 

Мар

-

каев

 

Н

.

М

Влияние

 

механических

 

примесей

 

на

 

эксплуатационные

 

характеристики

 

трансформаторно

-

го

 

масла

 // 

Молодой

 

ученый

, 2019, 

 22(260). 

С

. 144–146. 

5. 

Кельцев

 

Н

.

В

Основы

 

адсорбцион

-

ной

 

техники

М

.: 

Химия

, 1984. 591 

с

.

6. 

СТО

 34.01-23.1-001-2017. 

Объем

 

и

 

нормы

 

испытаний

 

электрообору

-

дования

Утвержден

 

распоряжени

-

ем

 

ПАО

  «

Россети

» 

от

 29.05.2017 

 280

р

 «

Об

 

утверждении

 

стандар

-

та

 

организации

». 262 

с

.

7. 

Аракелян

 

В

.

Г

Диагностика

 

состоя

-

ния

 

изоляции

 

маслонаполненного

 

электрооборудования

 

по

 

влагосо

-

держанию

 

масла

 // 

Электротехни

-

ка

, 2004, 

 3. 

С

. 2–13.

8. 

Лизунов

 

С

.

Д

Сушка

 

и

 

дегазация

 

изоляции

 

трансформаторов

 

вы

-

сокого

 

напряжения

М

.: 

Энергия

1971. 128 

с

.

9. 

СО

 34.45-51.300-97, 

РД

 34.45-51.

300-97. 

Объем

 

и

 

нормы

 

испытаний

 

электрооборудования

. URL: https://

docs.cntd.ru/document/1200005329.

     Хренников А.Ю.

Техническая

 

диагностика

 

и

 

аварийность

 

электрооборудования

Книгу

 

можно

 

приобрести

 

в

 

интернет

-

магазине

 

электронных

 

книг

  «

ЛитРес

» 

в

 

разделе

  «

Техническая

 

литература

»

Учебно-методическое пособие. ЛИТРЕС, 2021. 230 стр., 154 ил.

Представлен

 

анализ

 

методов

 

диагностики

 

состояния

 

электрооборудования

 

для

 

выявления

 

дефектов

 

и

 

повреждений

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

Эффективность

 

применения

 

методов

 

диагностики

 

сопровождается

 

примерами

 

обнаруже

-

ния

 

дефектов

 

и

 

повреждений

 

конкретного

 

оборудования

силовых

 

трансформаторов

реакторов

трансформаторов

 

тока

 

и

 

напряжения

разъединителей

турбогенераторов

ОПН

 

и

 

т

.

д

Приведены

 

примеры

 

повреждений

 

и

 

расследова

-

ния

 

технологических

 

нарушений

Рассмотрены

 

вопросы

 

электродинамических

 

испытаний

 

силовых

 

трансформаторов

 

на

 

стойкость

 

к

 

токам

 

КЗ

которые

 

служат

 

инструментом

 

для

 

повышения

 

надежности

 

их

 

конструкции

Предназначено

 

для

 

руководителей

 

и

 

специалистов

 

технических

 

служб

 

предприятий

 

электрических

 

и

 

распределительных

 

сетей

стан

-

ций

подразделений

 

технической

 

инспекции

  (

ТИ

и

 

служб

 

охраны

 

труда

 

и

 

надежности

 

филиалов

 

МЭС

 

ПАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

и

 

ПАО

 «

Россети

», 

слушателей

 

курсов

 

повышения

 

квалификации

а

 

также

 

для

 

аспирантов

магистрантов

 

и

 

сту

-

дентов

 

электроэнергетических

 

специальностей

.

Надежность

 

электроснабжения


Оригинал статьи: Опыт применения автоматизированной системы восстановления изоляции маслонаполненного трансформаторного оборудования на объекте АО «Россети Тюмень»

Читать онлайн

Статья посвящена применению новейших технологий восстановления изоляционных характеристик маслонаполненных силовых трансформаторов (автотрансформаторов) под нагрузкой. В работе изложены основные требования к конструкции автоматизированных систем восстановления изоляции на работающем оборудовании. Представлены результаты успешной апробации автоматизированных модульных систем на 1Т ПС 110/35/6 кВ «Омичка» (ТДТН 16000/110) филиала АО «Россети Тюмень» Когалымские электрические сети.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»